BABV HASIL PENELITIAN DAN I)EMBAHASAN. bertujuan untuk mengetahui kuat tekan dan kuat tarik beton serat pada

Transkripsi

1 BABV HASL PENELTAN DAN )EMBAHASAN 5.1 HasH Penelitian Kuat tekan dan kuat tarik beton Uji kuat tekan silinder dan uji belah silinder beton serat bertujuan untuk mengetahui kuat tekan dan kuat tarik beton serat pada model. Hasil uji dari model uji silinder disajikan pada Tabel 5.1 ~ NO Tabel 5.t. Kuat tekan dan kuat tarik rata-rata silinder beton Kode Beton Sent fiber umur 28 hari Kuat Tekan (Mpa) Kuat Tekan ext) Kuat Tarik (MPa) Kuat Tarik ('Yo) BF. :'..1, ,OOO~ 100 BFB 31, ,189 3, ,858 BFS 33, ,227 4, ,555 BFS2 30, ,096 3, ,835 BFTC 31, ,048 3, ,858 : ' 1i i :1 i 'i Berdasarkan hasil uji maka terlihat bahwa untuk beton fiber spiral tipe 1 (BFS 1) mempunyai kuat tekan dan kuat tarik paling tinggi diantara beton fiber tipe lainnya. 37

2 Kualitas baja tulangan Untuk mengetahui kualitas baja tulangan yang terpasang pada model, dilakukan uji tarik baja tulangan, hasilnya disajikan dalam lampiran,rangkuman hasil uji tarik baja tulangan ditunjukan pada Tabel5.2 Tabel 5.2 Hasil uji tarik baja tulangan Diameter (mm) 8 12 Kuat Leleh (MPa) 253, ,8686 Kuat Tarik (MPa) 366,1347 _...,... _..-.. _..,. 448, Hubungan beban - lendutan Pelaksanaan uji lentur dilakukan di Laboratorium Struktur, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Universitas slam ndonesia Yogyakarta. Pada balok beton fiber tersebut dikerjakan dengan pembebanan 2 titik secara bertahap dengan interval pembebanan 5 kn pada setiap tahap pembebanan, untuk mencatat lendutan yang terjadi dipasang dial gauge sebanyak 3 buah yang diletakka.l di bawah model uji. Lendutan yang terjadi dicatat, hasilnya disajikan pada tabel 5.3. Untuk hasil selengkapnya disajikan dalam lampiran. Selain itu tabel 5.4 menunjukan beban tertinggi yang dicapai untuk model uji balok dengan variasi geometri serat yang diuji dalam penelitian ini.

3 39 Tahel 5.3 Hasil pengu,jian balok beton fiber Ufs (BEl,) No. P (KN) Dial 1 Dial 2 Dial 3 1 0,0000 0,0000 0, ,0300 0,0650 0, ,0750 0,1200 0, ,1050 0,1570 0, ,1420 0,2100 0, ,2400 0,3150 0, ,3000 0,4010 0, ,3850 0,5180 0, ,5110 0,6880 0, ,7910 0, ,9990 1,2450 0, ,2010 1,5580 1, ,3400 1,6670 1, ,4840 1,8640 1, ,6120 2,0320 1, ,7010 2,1530 1, ,7820 2,2720 1, ,8910 2,3840 1, ,9880 2,4990 1, ,0940 2,6240 1,9840! No 1 2 Tabel 5.4 Kekuatan maximum balok beton serat - Jenis / Variasi Beton Serat P max (kn) P max (%,) BFL 50,0 100 RFR 'l ') 'l lo'l 3 BFS 52, BFS2 50, BFTC 52,5 105 ' 1. Kurva hubungan beban dengan lendutan Dari hasil pengujian balok beton fiber lurns dapat di buat kurva beban - lendutan seperti terlihat pada Gambar 5.1. il.---1

4 r ,'" z ~ 50 "... f!'!~"""""... J-.. : : t 1.., f - c: 30! C lj BFL i 1...-r-...,..._..._._._._... +,.. ~._..._..._ Lendutan ( x10e-2 meter) Gambar 5.1 Kurva beban -lendutan untuk beton tiber lurus /~~~" Dari lima jenis variasi geometri serat baja lokal yang sedang diteliti diperoleh kurva beban - lendutan seperti yang tergambar pada gambar ,......~..,...j1Jr: B=~"'BF!C BFL ' 40 Z ~. c: 30.. l... ta.c C lj 20 ot:}- : ; i-----i o Lendutan ( x10e-2 meter) Gambar 5.2 Kurva beban -lendutan dari 5 jenis variasi geometri serat baja lokal

5 -..._., ~ Dati KUP'a lulbulg3n beban Jendutan basil pengujian yang ditunjukan pada Gambar 5.2, mulai awal pembebanan sampai tejadi retak pertama, balok uji berperilaku elastik dan berbentuk linier. Sete1ah retak pertama, balok uji memasuki fase inelastik dimana terjadi peningkatan lendutan yang cukup besar. ni ditunjukan dari besamya kemiringan grafik, kemiringan tersebut rrienggambarkan kekakuan balok ujio Kekakuan adalah gaya yang diperlukan untuk memperoleh satu unit lendutan, semakin kaku suatu e1emen struktur maka semakin besar kemiringannya. 2. Analisa data hubungan beban dengan lendutan Dari pengamatan grafik hubungan beban dengan lendutan dapat disimpulkan pada Tabel 505 Tabel 5.5. Analisa data hubungan beban dengan lendutan Nama P1 P2 Lendutan 1 Lendutan 2 Kekakuan 1 Kekakuan 2 Kekakuan (%) Salak (kn) (kn) ( x10-2 m) ( x10-2 m) (x10 2 kn/m) (x10 2 kn/m) 1 2 BFL ,12 0,518 83,33 67, BFB ,090 0, ,11 82, ,33 122,75 BFS ,074 0, ,14 87,07 162,01 128, ,061 0, ,93 86,21 196,73 127, ,095 0, ,26 74,79 126,32 110,69 BFS2 10 j BFTC i,, Dari data (Tabe1 5.5) dapat diamati dan diteliti pengaruh variasi geometri serat baja lokal terhadap kuat lentur balok dalam menahan beban, serta perilaku lendutan yang terjadi pada benda ujio "

6 Hubungan momen dengan kelengkungan 1. Momen - kelengkungan teoritis Mengacu pada tulisan Park and Pauley, nilai momen dan kelengkungan dapat dicari. Perhitungan momen kelengkungan disajikan pada lampiran, sedang hasilnya dapat dilihat pada Tabel 5.6 dan kurva tri-linearnya pada Gambar 5.3 Tabel5.6 Basil pcrhitungan momen kelengkungan teoritis Nama Mer <1>er My <1>y Mu <1>u Balok (knm) (11m) (knm) (11m) (kn m) (11m) BFL 2,966 0, ,287 0, ,090 0,07933 BFB 3,360 0, ,349 0, ,323 0,08952 BFS 3,847 0, ,362 0, ,379 0,08654 BFS2 3,164 0, ,345 0, ,980 0,09129 BFTC 3,26 0, ,349 0, ,146 0, J Dari data perhitungan momen kelengkungan teoritis dapat digambarkan kurva trilinear. Kurva tersebut akan dibandingkan dengan kurva hasil pengamatan yang diperoleh dari hasil pengujian model uji balok beton serat dengan variasi geometri serat baja loka!.! ' i 11 ;1 : i

7 E z 15 :!!. J10+1 1F81.::.:t:. ElF82 _ ~ _. _...,;()~)(rbftc -~BFL., BFB 5 ~~ ;;.~. ;000. o o Kclnngkungan (11m) Gambar 5.3 Kurva momen kelengkungan teoritis 2. Momen - kelengkungan hasil penelitian Dari uji lentur didapat data primer berupa beban dan lendutan, dari data tersebut dapat diketahui besar momen, kelengkungan dan faktor kekakllan. Hlbungan momen, kelengkungan dan faktor kekakuan menurut Themoshenko seperti tertulis di pcrsamaan Peningkatan kelengkungan terjadi bila momen berlarnbab blo:~al atau faktor kekakuan mengecil, kejadian ini digunakan untllk menentukan kuat lentur balok. Kelengkungan balok diturunkan dari data perpindahan dengan pendekatan central d[fference, dari data pembacaan dial dapat dicari momen dan kelengkungan seperti yang terlihat pada tabel 5.7 untuk hasil selengkapnya ada di lampiran.

8 ~---~.:..., "-'1 44 Tabel 5.7 Hasil oerhitungan momen -kelengkungan BFL No. P (KN) Dial 1 Dial 2 Dial 3 Momen (kn-m) Kelengkungan (11m) 1 010,000010,000010, ,0000 0, , , , ,5000 0, ,075010,120010, ,0000 0, ,105010,157010, ,5000 0, :201 0:142010, , ,0000 0, , , , ,5000 0, , , , ,0000 0, , , , ,5000 0, , , , ,0000 0, , , , ,5000 0,0417 t :(); ;999Qlo, , , , , ,0000 0, ,201011,558011, b,UOUU O,m ,340011,667011, ,0000 0, ,864011, ,0000 0, ,612012,032011, ,0000 0, ,701012,153011, ,0000.0, ,782012,272011, ,0000 0, ,891012,384011, ,0000 0, , ,499011, ,0000 0, ,094012,624011, ,0000 0,1300 Dari Tabel 5.7 dapat digambar kurva momen - kelengkungan seperti yang LerlihaL dalam Gamba' 5.4 dan untuk kurva selengkapnya disajikan dalam lampiran. ' l --7 ;i "!

9 ~ ~ ~ ~ Pergamatanl 12. i' 10 ~ ~ 8 c ell ~ 6 :!E 4-1./...j. 2 0 o Kelengkungan (11m) Gambar 5.4 Kurva momen - kelengkungan untuk BFL Untuk kurva selengkapnya dari kelima variasi geometri serat baja lokal yang diteliti dalam penelitian ini disajikan dalam lampiran. 3. Perbandingan antara momen kelengkungan teoritis dengan (lcng~matan Dari hflsil pcrhitungan momcn dan kelengkungnn secnm tcoritis seperti yang tersaji dalam lampiran dan perhitungan momen kelengkungan dari data beban dan lendutan dari pengamatan di laboratorium dapat digambar kurva seperti terlihat dalam Gambar 5.5. /<~~~~t;~~~ /....,!,\."..,j"l:_.\.\,~~@

10 Teeitis 14 Pengamatan ~ 12 ~ z 10 ~ ai 8 E o :E 6 4.;....; ",,. Retak Pertama Pengamatan i! 2 o o 0.02 r r Kelengkungan (11m) Gambar 5.5 Kurva perbandingan momen-kelengkungan secara teoritis dan kenyataan untuk jenis BFL 0.1 '' ~ Analisa data hubungan momen dengan kelengkungan Hubungan momen dan kelengkungan menunjukan kekakuan. Dalam hal ini didapat dari M let>, faktor kekakuan pada balok beton serat secara umum mempunyai perilaku yang berbeda Hal ini dapat dijihat pada pola Grafik M let> yang diperoleh data percobaan di laboratorium. Dari kurva seperti yang terlihat dalam Gambar 5.6 maka dapat dibuat analisa data. Tabel 5.8 merupakan analisa momen kelengkungan dari tiap variasi geometri serat baja loka!.

11 .~.._-_ j i..fft~:cj'==~~]"=;~'1~~;;, 14 E 12, :Z = ': c E 8 o ~.. : /:. / / ~~~/;A : 4 ~:; :./ 2 ~jfl./.,-. ; ;.. o c5- "t ; r "i +----~--, _: a Kelengkungan (11m) Gambar 5.6 Kurva hubungan Momen Kelengkungan dari 5 variasi geometri serat Tabel 5.8 Analisa data momen kelengkungan Nama Momen Kelengkungan E Momen E Balok (kn m) (l/meter) (kn m 2 ) (%) (%) BFt 15 0, , , _.._-_ _.._._.. BFB 15 0, , ,00 BFS 15 0, , ,97 BFS2 15 0, , ,18 BFTC 15 0, , , Pembahasan Kuat lentur balok ditinjau dari hubungan beban dengan lendutan DaTi penelitian didapatkan hubungan beban (P) dan lendutan (.1), dalam hal ini nilai kekakuan. Nilai kekakuan didapat dari P/.1,

12 48 mengalami kenaikan sebesar 33,33% dan fase kedua mengalami kenaikan sebesar 22,75% dibandingkan balok Beton Fiber Lurus (BFL). Pada balok Beton Fiber Spiral tipe 1 (BFS 1) pada saat balok belum mengalami retak pertama mempunyai nilai kekakuan sebesar 135,14 x 10 2 kn/m sedang nilai kekakuan setelah balok mengalami retak pertama yaitu 87,07 x 10 2 kn/m. Nilai kekakuan untuk fase pertama mengalami kenaikan sebesar 62,01% dan fase kedua mengalami kenaikan sebesar 28,86% dibandingkan balok Beton Fiber Lurus (BFL). Pada balok Beton Fiber Spiral tipe 2 (BFS 2) pada saat balok belum mengalami retak pertama mempunyai nilai kekakuan sebesar 163,93 x 10 2 kn/m sedang nilai kekakuan setelah balok mengalami rctak pertama yaitu 86,21 x 10 2 kn/m. Nilai kekakuan untuk fase pertumu mengalarni kenaikan schcsar 96,73% dan fase kedua mengalami kenaikan sebesar 27,59% dibandingkan BFL. Pada balok Beton Fiber Twin Cone (DFTC) pada saat halok belum mengalami retak pertama mempuuytt! niltt! kekjlujall sebesar 105,26 x 10 2 kn/m sedang nilai kekakuan setelah balok mengalami retak pertama yaitu 74,79 x 10 2 kn/m. Nilai kekakuan untuk fase pertama mengalami kenaikan sebesar 26,32% dan fase kedua mengalami kenaikan sebesar 10,69% dibandingkan balok Beton Fiber Lurus (BFL).

13 '~.. _.,.,"-'~'.,.. _._'. 49 kekakuan pad. balok beton fiber secara umum mempunyai perilaku i t kekakuan yang berbeda. Hal ini dapat dilihat pada pola grafik bebanlendutan yang diperoleh dari data percobaan di laboratorium. Pola grafik beban-lendutan tersebut sesuai dengan teori dan yang diharapkan. Dari analisa data beban dengan lendutan (Tabel 5.5) dapat diperoleh perbandingan kurva 1endutan balok beton serat dengan variasi geometri serat. Sebagai pembanding atau standar kekakuan balok beton serat dipakai untuk jenis Beton Fiber Lurus (BFL) dengan menganggap besar kekakuannya yaitu 100%. Dari hasil perhitungan tersebut dapat dipero1eh angka kenaikan atau penurunan ni1ai kekakuan dari ba10k beton serat. Pada balok Beton Fiber Lurus pada saat ba10k belum mengalami retak pertama mempunyai ni1ai kekakuan sebesar 83,33 x 10 2 kn/m sedangkan ni1ai kekakuan sete1ah ba10k menga1ami retak pertama yaitu 67,57 x 10"2 kn/m. Ni1ai kekakuan pada masing-masing fase tersebut (fase sebelum retak pertama untuk selanjutnya disebut fase 1 dan fase sesudah retak pertama untuk se1anjutnya disebut fase 2) dianggap sebesar 100%. Pada balok Beton Fiber Berkait (BFB) pada saat ba10k belum menga1ami retak pertama mempunyai ni1ai kekakuan sebesar 111,11 x 10 2 kn/m sedang ni1ai kekakuan sete1ah ba10k menga1ami retak pertama yaitu 82,94 x 10 2 kn/m. Nilai kekakuan untuk fase pertama _--'

14 Kuat lentur balok ditinjau dad hubungan momen dan kelengkungan Hubungan momen dan kelengkungan menunjukkan faktor kekakuan. Seperti yang terdapat dari Tabel 5.8 maka dapat dilakukan analisa data momen dengan kelengkungan sehingga dapat diperoleh perbandingan grafik momen-kelengkungan balok beton serat dengan variasi geometri serat. Sebagai pembanding atau standar kekakuan balok beton serat dipakai untuk jenis Beton Fiber Lurus (BFL) dengan menganggap besar faktor kekakuan kekakuannya yaitu 100% dan besamya momen beban maximum pertama sebesar 100%. Dari hasil perhitungan tersebut dapat diperoleh angka kenaikan atau penurunan nilai faktor kekakuan atau besamya momen dari balok beton serat. Pada balok Beton Fiber Lurus (BFL) mempunyai nilai faktor kekakuan sebesar 304,878 kn m 2 pada saat balok menerima beban makslmum pertama dengan nitai momen sebesar '[ S KN lt. Nitai momen ini bertahan sampai akhir pengujian. Pada balok Beton Fiber Berkait (BFB) mempunyai nilai faktor kekakuan sebesar 500 kn m 2 pada saat balok menerima beban maksimum pertama dengan nilai momen sebesar 15 kn m. Balok BFB tersebut mengalami peningkatan nilai kekakuan sebesar 64% dari beton BFL dan nilai momen tidak mengalami peningkatan, tetapi nilai

15 51 momen bisa mengalami peningkatan sebesar 0,75 kn m pada nilai kelengkungannya sebesar 0,0444 1m. Pada balok Beton Fiber Spiral 1 (BFS 1) mempunyai nilai faktor kekakuan sebesar 847,457 kn m 2 pada saat balok menerima beban maksimum pertama dengan nilai momen sebesar 15 kn m. Balok BFS1 tersebut mengalami peningkatan nilai kekakuan sebesar 177,97% dad beton BFL dan nilai momen tidak mengalami peningkatan, tetapi nilai momen bisa mengalami peningkatan sebesar 0,75 kn m pada nilai kelengkungannya sebesar 0,0172 1m. Pada balok Beton Fiber Spiral 2 (BFS2) mempunyai nilai faktor kekakuan sebesar 735,294 kn m 2 pada saat balok menerima beban maksimum pertama dengan nilai momen sebesar 15 kn m. Balok BFS2 tersebut mengalami peningkatan nilai kekakuan sebesar 141,18% dari beton BFL dan nilai momen tidak mengalami peningkatan. Pada bator Beton Fber TWin Cone (BFTC) mempunyai nilai faktor kekakuan sebesar 493,421 kn m 2 pada saat balok menerima beban maksimum pertama dengan nilai momen sebesar 15 kn m. Balok BFB tersebut mengalami peningkatan nilai kekakuan sebesar 61,84% dari beton BFL dan nilai momen tidak mengalami peningkatan, tetapi nilai momen bisa mengalami peningkatan sebesar 0,75 kn m pada nilai kelengkungannya sebesar 0,0431 1m. i j:!